基于压电的大角度冲击快速转向镜,输出范围与分辨率和自传感能力的高比率
Wenwen Han1, Chongpu Zhai1, Shubao Shao1
1State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, School of Aerospace Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
The Review of scientific instruments
|August 22, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的双轴快速转向镜 (FSM),克服了用于太空光学的压电材料的冲程限制. 增强的FSM实现了很大的旋转范围和高跟踪精度,用于精确的光束控制.
科学领域:
- 光学工程是指光学工程.
- 航空航天工程 航空航天工程
- 机械电子学是什么意思 机械电子学
背景情况:
- 压电驱动的快速转向镜 (FSM) 对于太空光学系统中高精度的光束定向和跟踪至关重要.
- 现有的FSM受到压电材料短暂的执行冲动的限制,限制了它们的扫描角度能力.
研究的目的:
- 引入一款新的双轴亚射线冲击FSM,具有增强的输出范围和分辨率.
- 整合自我传感能力,以改善反和控制.
- 在太空光学应用中克服传统FSM的局限性.
主要方法:
- 一个级联结构被设计用于位移放大.
- 灵活的部件被集成为自传感反.
- 理论分析和有限元素分析 (FEA) 用于了解FSM的机制.
- 实施了双循环控制策略,以实现独立的双轴操作.
主要成果:
- 在闭环控制下,拟议的FSM在两个轴上实现了148.67mrad的旋转.
- 输出范围与分辨率的比率超过了3.90 × 10^4,超过了现有的FSM.
- 复杂的轨迹跟踪实验表明相对准确度误差低于0.02%.
结论:
- 开发的双轴FSM为太空光学应用中高精度光束捕获和轨迹跟踪提供了卓越的解决方案.
- 创新的设计解决了冲程限制,并提高了性能指标,为先进的光学系统铺平了道路.
